50 kVA直流电弧炉处理卡尔多炉渣试验研究

卡尔多炉渣含有大量高熔点难熔物料,直接返回转炉处理对现有系统扰动大,返回量受限,堆存量逐年增加。本文采用理论与试验相结合方法探索卡尔多炉渣高效、低成本处理工艺。首先采用热力学计算得到熔炼卡尔多炉渣时主要反应的吉布斯自由能与时间的关系,表明温度在750～1 500℃、以粒煤为还原剂、石灰石为熔剂的条件下,各主要反应均能发生,最终得到铜镍合金和硅酸钙渣。在此基础上,结合卡尔多炉渣中不同元素还原性的差异,利用粒煤作还原剂,在直流电弧炉中选择性还原熔炼卡尔多炉渣,获得合格的铜镍合金和弃渣。试验结果表明：在熔炼温度1 420℃、还原剂用量10%、熔剂率15%、沉降时间60 min条件下,获得高品位铜镍合金,合金品位均大于90.00%;铜、镍回收率均大于98.50%,炉渣中镍、铜含量分别降至0.15%、0.32%,实现了一步从炉渣中提取有色金属。本研究有利于提高有色金属二次资源回收率,为直流电弧炉熔炼卡尔多炉渣奠定了理论及实践基础。     

高纯铝制备技术研究进展

与工业铝相比,高纯铝具有更好的耐腐蚀性、延展性、电导率和反射性,是用在航空航天与电子工业领域的最主要材料之一.随着科技水平的不断提升,各行业对铝的纯度要求越来越高,对高纯铝的需求量将逐年增加.总结了目前国内外现有的高纯铝制备技术,并对高纯铝绿色环保的提纯方法进行了展望.     

真空蒸馏分离铝镁合金的研究

首先采用MIVM计算了Al-Mg合金组元的活度,平均相对偏差和平均绝对偏差分别小于±2.231%、±0.035,表明采用MIVM计算Al-Mg合金组元的活度是可靠的。在此基础上,结合气-液平衡(VLE)理论,计算了Al-Mg合金体系的气-液平衡,并绘制了VLE相图,结果表明：蒸馏过程中铝、镁分别在液相和气相富集,二者能实现较好分离。开展了Al-Mg合金真空蒸馏实验,获得了VLE实验数据,并考察了蒸馏温度、保温时间对镁挥发的影响。结果表明：VLE计算值与实验值吻合,表明本研究建立的VLE计算模型是可靠的。另外,在蒸馏温度1373K、系统压强10~15Pa、保温时间120min条件下,镁的挥发率高达99.98%,直收率达到98.65%;残余物中Mg含量降至0.0017%。本研究为真空蒸馏回收铝镁合金废料奠定了理论及实践基础。     

镍冶炼渣型优化试验研究

本文开展了镍渣渣型优化试验研究。采用热力学计算得到熔炼镍渣时主要反应的吉布斯自由能与温度的关系，表明温度在750～1 600℃、以焦粉为还原剂、石灰石为熔剂的条件下，各主要反应均能发生。在此基础上，基于增钙降硅理论，在高温箱式电阻炉中进行镍渣渣型优化，探讨石灰石添加量、铁硅比、温度对镍渣中镍和铜含量的影响，以及研究了氧化钙和石灰石对镍渣性能的影响。试验结果表明，在熔炼温度1 420℃、铁硅比1.2～1.3、石灰石质量分数9%～11%、保温时间60 min条件下，镍和铜质量分数可分别降至0.37%、0.27%,降低了镍渣中镍、铜有价金属的机械夹杂损失和化学溶解损失；优化后的镍渣的XRD物相分析结果表明，添加石灰石会破坏复杂硅酸铁镁结构，转变为结构简单、易还原的Fe₂SiO₄结构，渣型优化效果明显。石灰石对镍渣的改性效果优于氧化钙。本研究有利于降低镍渣中有价金属的损失，为镍冶炼系统的渣型研究奠定了理论及实践基础。